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抓斗卸船机钢结构应力谱统计及疲劳寿命评估
| 论文题名： | 抓斗卸船机钢结构应力谱统计及疲劳寿命评估 |
| 关键词： | 抓斗卸船机;钢结构应力谱;疲劳寿命;危险点评估;P-S-N曲线 |
| 摘要： | 抓斗卸船机作为码头卸料的重要设备，在全球航运中发挥着重要的作用，特别是随着国内基础设施建设的发展，码头的数量和吞吐量都在不断加大，抓斗卸船机的使用也会越来越多。对于抓斗卸船机而言，其失效大部分是由于在重复应力作用下，金属结构发生疲劳破坏而引起的，加之海水与含盐湿空气的侵蚀，势必削弱抓斗卸船机结构的承载能力。所以科学系统地进行抓斗卸船机的疲劳寿命估算对于其运行和维修管理有着十分重要的作用。根据卸船机实际作业工况对卸船机钢结构进行寿命评估，对卸船机的维护，乃至设计都有十分重要的意义。 目前国内对卸船机的寿命评估大多没有考虑到到港船型、抓取点、实际抓取量的变化等因素对卸船机钢结构应力谱及疲劳寿命的影响，本论文对针对这些情况，借助数值模拟、实验测试、数据统计分析等手段编制了卸船机危险点的应力谱，同时对卸船机危险点的寿命进行了评估，具有一定的借鉴意义。本论文的主要内容包括： 1、对疲劳寿命理论进行了总结，结合桥式抓斗卸船机的工作时的疲劳类型，分析了几种常规的疲劳分析方法，确立了安全寿命设计方法对分析桥式抓斗卸船机钢结构的疲劳问题的可靠性。参照名义应力法，针对卸船机拉杆和主梁的结构特点，确立了其P-S-N曲线的计算方法。根据抓斗卸船机钢结构所受载荷形式，确定选用线性累积损伤模型进行寿命评估。 2、通过ANSYS对卸船机各主要工况进行了静载应力分析，确立了动载测试的测点以及测点处自重载荷产生的静应力。然后对相关测点动载应力进行了实时数据采集，采集过程中考虑了不同抓料点对应力-时间历程数据的影响，最后将两者叠加得到了完整的应力-时间历程数据。 3、分析了抓斗卸船机应力谱影响因素，并在详细分析了雨流计数法的几种计数模型之后，选用三峰谷雨流计数模型，利用MATLAB对抓斗卸船机钢结构应力数据进行统计分析处理，得到了各测点的循环应力谱。然后根据应力谱影响因素外推得到了钢结构各测点全年的应力谱。 4、确定了拉杆和主梁的P-S-N曲线并对其进行必要的修正。采用Miner法则对抓斗卸船机危险部位进行疲劳寿命评估，根据评估分析结果结合抓斗卸船机的实际工作情况，对抓斗卸船机的维护提出了几点建议。 |
| 作者： | 左文巧 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 周玉忠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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